螺桿樁機(jī)結(jié)構(gòu)及施工技術(shù)分析

牛宏偉

摘 要：螺桿樁作為一種具有獨(dú)特性的變截面樁，其不僅具有十分廣泛的適用范圍，而且具有較好的環(huán)保性，樁身具有較高的承載力，質(zhì)量十分可靠，而且成樁速度較快，在施工過程中無噪音和污染，且具有較好的經(jīng)濟(jì)性，因此自螺桿樁投入使用以來，受到巖土工程行業(yè)的廣泛青睞。文中從螺桿樁機(jī)結(jié)構(gòu)和特征入手，分析了螺桿樁機(jī)螺桿鉆具工作原理，并對(duì)螺桿樁施工工藝和質(zhì)量控制進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：螺桿樁機(jī)；螺桿樁；施工工藝；質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：TU473 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

螺桿樁屬于組合式樁，其上部為圓柱型，下部為螺絲型，作為一種具有較高性能、短周期及低造價(jià)的新型樁，相較于其他樁，螺桿樁在實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性方面具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。而且在一些軟弱或是塌陷區(qū)回填的施工項(xiàng)目中，更能充分的體現(xiàn)出螺桿的效應(yīng)，有效的增加了樁土接觸面，提高了基樁的承載能力，具有非常好的效果和較高的經(jīng)濟(jì)適用價(jià)值。

1 螺桿樁機(jī)的分析

1.1 螺桿樁機(jī)的結(jié)構(gòu)

螺桿樁機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用三點(diǎn)支撐方式，主體結(jié)構(gòu)大致包括：頂部滑輪組，動(dòng)力頭，斜撐與調(diào)整機(jī)構(gòu)，螺桿鉆具部分，樁機(jī)主機(jī)的平臺(tái)5個(gè)部分。

1.2 螺桿樁機(jī)的特征

螺桿樁機(jī)移動(dòng)形式采用的是履帶，移動(dòng)更具靈活性，就位也更為便捷，相較于步履式移動(dòng)形式，履帶式移動(dòng)無論是效果還是作用更為顯著。運(yùn)用集中控制的電氣液壓系統(tǒng)，更易于操作，有效的降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)以剛性整體臺(tái)車結(jié)構(gòu)作為樁機(jī)的履帶行走系統(tǒng)，采用三支點(diǎn)結(jié)構(gòu)作為上部作業(yè)機(jī)構(gòu)，螺桿樁機(jī)能夠快速就位、移位，而且穩(wěn)定性和安全性都十分顯著，具有較高的施工效率。能夠在多種工作裝置中應(yīng)用，應(yīng)用范圍較廣。

2 螺桿樁機(jī)螺桿鉆具工作原理的分析

在實(shí)際應(yīng)用螺桿樁時(shí)，需要先將螺桿樁機(jī)就位，成孔要達(dá)到相應(yīng)的垂直度，然后才能進(jìn)行鉆孔作業(yè)。利用鉆頭破開土層，鉆頭上的螺旋葉片對(duì)土體進(jìn)行擠壓與反出，同時(shí)部分葉片還能夠進(jìn)一步對(duì)周圍土體進(jìn)行擠壓加密。在具體鉆進(jìn)時(shí)，鉆桿下鉆速度要保持均勻性，即當(dāng)螺桿鉆具旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，則要下降一個(gè)螺距，以此來保證土體形成均勻的螺紋。鉆到設(shè)計(jì)深度時(shí)，則要停止旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，利用高壓泵來將混凝土輸入到螺桿鉆具中間的泥漿管中，將其壓到鉆頭位置處，螺桿鉆具采用反方向旋轉(zhuǎn)提升，這個(gè)過程中旋轉(zhuǎn)速度與提升速度要達(dá)到較好的匹配度，控制好提升速度的均勻性，在鉆具旋轉(zhuǎn)提升過程中將混凝土填充到所產(chǎn)生的螺紋空間內(nèi)，當(dāng)鉆桿與螺紋部分頂面的設(shè)計(jì)高度齊平時(shí)，螺桿鉆具會(huì)直接提升圓柱的空間，將高壓混凝土澆灌直至設(shè)計(jì)高度，以此來形成一個(gè)螺紋形樁。最后則要將其壓入鋼筋籠，在混凝土完全凝固后，螺桿樁得以形成，并具有較高的強(qiáng)度。相較于預(yù)制樁，螺桿樁施工是沒有噪音和振動(dòng)產(chǎn)生的，不會(huì)對(duì)樁帶來不良影響，而且在螺桿樁施工過程中還不存在棄土和泥漿污染等問題，具有較好的環(huán)保性。

3 螺桿樁施工工藝

由于螺桿樁是利用鉆機(jī)和鉆具旋轉(zhuǎn)來對(duì)土體進(jìn)行擠壓成孔，并利用管內(nèi)泵將細(xì)石與混凝土壓入孔內(nèi)成樁。其采用的是變截面的構(gòu)造形狀，與附加應(yīng)力的分布規(guī)律十分符合，同時(shí)也能夠滿足應(yīng)力分擔(dān)比和剛度變化的要求，在土體與樁之間起到了有效的調(diào)節(jié)作用。可以說螺桿樁對(duì)樁側(cè)土體的應(yīng)力分擔(dān)比和應(yīng)力擴(kuò)散度的提高起到了極為重要的意義，而且樁端荷載大幅度減少，確保了樁身與土體受力的協(xié)調(diào)性和一致性。

3.1 樁機(jī)就位

樁機(jī)就位時(shí)以測(cè)量放線位置為依據(jù)，控制好樁位的偏差，確保其在允許范圍內(nèi)，從中間開始進(jìn)行樁施工，然后再向四周擴(kuò)展，在具體施工過程中，可以根據(jù)樁的規(guī)格，先對(duì)長(zhǎng)樁進(jìn)行施工，然后再進(jìn)行短樁施工。施工時(shí)宜采用間隔跳打的施工方式，有效的防范樁孔間出現(xiàn)竄漿問題。待樁機(jī)就位后，需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)平和穩(wěn)固處理，有效的保證成孔的垂直度。

3.2 鉆孔深度

對(duì)于鉆孔深度，宜以地面標(biāo)高和設(shè)計(jì)標(biāo)底標(biāo)高為依據(jù)來計(jì)算，在鉆進(jìn)過程中，可以采用監(jiān)控測(cè)量，防止出現(xiàn)超鉆的問題發(fā)生。同時(shí)鉆進(jìn)時(shí)還要對(duì)鉆孔速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，以此來保證成樁時(shí)螺紋段與圓柱段都能夠與標(biāo)準(zhǔn)要求相符。待鉆至設(shè)計(jì)孔深時(shí)要停止鉆進(jìn)，并準(zhǔn)備好灌注用混凝土。連接管道混凝土罐車與鉆機(jī)灌注孔，通過提升鉆頭將混凝土注入孔內(nèi)，保證孔內(nèi)混凝土具有較好的密實(shí)度，并對(duì)混凝土泵送速度進(jìn)行控制，避免破壞到混凝土泵機(jī)或是孔壁。

3.3 停泵

對(duì)于泵送混凝土灌注過程中，待鉆機(jī)鉆頭提升到樁體柱頭位置處時(shí)，則泵送混凝土要停止，同時(shí)準(zhǔn)備提升鉆頭，以緩慢速度提出鉆頭，避免對(duì)孔壁造成破壞。在實(shí)際施工時(shí)，還要按照設(shè)計(jì)樁位間隔進(jìn)行施工，以免孔位之間相隔過近施工時(shí)帶來的擾動(dòng)而影響到混凝土的初凝強(qiáng)度。

3.4 混合料的攪拌和運(yùn)輸

混合料攪拌采用砼集中拌和，各種原材料按施工單位抽樣數(shù)量的20%進(jìn)行檢驗(yàn)或10%進(jìn)行平行試驗(yàn)。按照配合比進(jìn)行配料，將每盤料的攪拌時(shí)間控制在120s左右，并將混合料的塌落度控制在180mm～220mm 。

4 螺桿樁施工的質(zhì)量控制

4.1根據(jù)工藝試驗(yàn)時(shí)已經(jīng)確定的各項(xiàng)參數(shù)來指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，在施工時(shí)要對(duì)螺桿樁施工工藝變化進(jìn)行隨時(shí)檢查，并關(guān)注機(jī)械設(shè)備的性能。通過提取鉆渣樣品，并與設(shè)計(jì)圖紙的地質(zhì)情況進(jìn)行比對(duì)，一旦發(fā)現(xiàn)不相符情況時(shí)，則要立即停止施工，并進(jìn)行匯報(bào)，從而采取有效的應(yīng)對(duì)措施。試樁要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和規(guī)范要求進(jìn)行。

4.2在螺桿樁施工過程中，需要以設(shè)計(jì)圖紙上對(duì)于樁位布置、樁體數(shù)量和樁間距的要求作為重要依據(jù)，這些數(shù)據(jù)不允許隨意進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)還要針對(duì)設(shè)計(jì)要求來確定螺桿樁樁體的長(zhǎng)度、樁頭頂標(biāo)高和樁徑，確保其能夠與相關(guān)的驗(yàn)標(biāo)要求相符。

4.3在進(jìn)行螺桿樁樁體的施工時(shí)，需要進(jìn)行混凝土試件的制作，并對(duì)后期強(qiáng)度進(jìn)行具體檢測(cè)。并針對(duì)具體的要求來對(duì)試件數(shù)量進(jìn)行確定，待其達(dá)到齡期時(shí)，則對(duì)單樁和復(fù)合地基承載力進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn)，確保試驗(yàn)結(jié)果要與設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)范要求相符。

4.4在對(duì)混凝土拌和過程中，需要利用強(qiáng)制式拌和機(jī)，并針對(duì)工藝試驗(yàn)參數(shù)來適時(shí)調(diào)整樁體施工配合比，以此來保證粉料摻和量和出機(jī)塌落度能夠與設(shè)計(jì)要求和驗(yàn)標(biāo)要求相符。

4.5小心謹(jǐn)慎對(duì)待樁頭周圍土的清除工作，避免對(duì)樁身和土體帶來擾動(dòng)，從而影響到樁體的質(zhì)量。在實(shí)際施工時(shí)，鉆渣要及時(shí)清除，注意對(duì)環(huán)境的保護(hù)。

4.6在螺桿樁施工的整個(gè)過程中，需要由專職質(zhì)檢人員進(jìn)行監(jiān)督和記錄，而且每一道工序施工結(jié)束后，都需要進(jìn)行自檢，合格后才由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師進(jìn)行檢驗(yàn)，完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求后，再進(jìn)入到下一道工序的施工，以此來有效的保證樁體的質(zhì)量。

結(jié)語

相較于當(dāng)前建筑基礎(chǔ)施工中應(yīng)用較為廣泛的幾種樁型，螺桿樁在技術(shù)、環(huán)保和造價(jià)方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)，而且在當(dāng)前一些塌陷區(qū)內(nèi)采用螺桿樁施工工藝，能夠有效的解決工程的實(shí)際問題，在確保工程質(zhì)量的同時(shí)，還能夠有效的降低工程造價(jià)，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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